高阻器件低頻噪聲測試技術(shù)與應(yīng)用研究--高阻器件噪聲測試技術(shù)

圖3.4中的方法存在如下問題：由于R l和C 1形成了一個低通濾波網(wǎng)絡(luò)，因此當(dāng)角頻率ω≥1/ R₁C₁時，信號會由于濾波網(wǎng)絡(luò)的存在而衰減，形成下圖所示的頻譜圖：

可以看到信號從200Hz開始嚴(yán)重衰減，即便放大器的放大倍數(shù)再小，頻帶再大也無法改變衰減。由此可見該方法的嚴(yán)重缺陷同樣是無法觀察到更高頻率的頻譜圖像。

（5）對稱電位測試方法無法測單個器件

已有針對高阻值電阻的噪聲測試技術(shù)原理圖如上圖所示，R D為待測電阻，該電路一次測量兩個電阻R D的噪聲并且采用兩個電壓值相同的電池供電，J 1為一級放大，其從電路結(jié)構(gòu)中我們可以看出，理論上兩個電阻兩端的電壓可以無窮大，這是因為J 1的輸入永遠(yuǎn)保持在接近零伏的電位，不會使放大器飽和。

圖3.6中的對稱電位測試方法有如下的缺點：首先，它的一個嚴(yán)重缺陷是無法測單個器件的噪聲；其次，他要求兩個樣品的阻抗完全相等，對于特別大阻值的電阻，由于其工藝精度有限，兩測試樣品阻值相等是極難做到的理想情況。

（6）多級放大器噪聲過大

為了緩解電流放大器帶寬過窄的問題，有研究者使用了多級放大的方法[6]，這樣可以達(dá)到展寬帶寬的效果，如圖3.7所示。該方法將電流放大器作為第一級放大，適當(dāng)減小第一級的放大倍數(shù)，由此展寬信號通頻帶。第一級減小的放大倍數(shù)由第二級電壓放大器來補(bǔ)償，從而確保噪聲信號的在放大倍數(shù)總體不減小的情況下展寬通頻帶。

雖然該方法可以展寬帶寬，但是這是以增大系統(tǒng)本底噪聲為代價，從而降低了測試精度，這種現(xiàn)象從下圖中就可以看出：

上圖是SR570跨阻放大器的本底噪聲和放大倍數(shù)的關(guān)系，可以明顯的看到，當(dāng)放大倍數(shù)降低時，系統(tǒng)本底噪聲會大幅增加，嚴(yán)重限制了測試系統(tǒng)的精度，這樣的測試系統(tǒng)難以測到較低的噪聲。我們經(jīng)過實際測試發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)的測試中，該二級放大電路的本底噪聲遠(yuǎn)大于待測信號，無法使用。